制动能量回馈，又称再生制动，平常就说刹车发电。这是电动汽车的功能中，最具科技感的一个。乍一听到这个绝活，我曾经给它设计了一个应用场景：早上，开着电动汽车上山去；傍晚，轻踩刹车，沿着坡度适中的盘山路溜达回家，到家时，电量满满，静待第二天又出发。好美满，有木有。（如果能量没有效率损失的话J）对再生制动了解的多了一些，才发现，远远不是踩刹车就发电那么简单。而很多题目为名词解释制动能量回馈，电动汽车利用电动机制动过程中产生的反向扭矩制动，同时电机产生的反向电动势给车载动力电池充电，这个复合过程就是电动汽车的制动能量回馈。制动能量回馈在电动汽车上的价值利用电动机自身电磁特性制动，并不是新近出现的用法，在大型变频调速系统中、大型起重机上都广泛应用。比如在大型起重系统中，重物下降时，电机转子在重物重力的拉拽下，转子的转速超过同步磁场转速，反向切割磁感线，电机处于回馈制动状态。电机制动转矩的作用是阻止重物的下落，直至制动转矩和重力形成的转矩相等时，重物下落停止。将制动过程中产生的能量存储起来，也不是现在的电动汽车才有的做法。在传统燃油车上，就有单独装备储能单元，用于制动能量回收的做法。比如，保时捷GT3混合动力赛车上就配置了飞轮电池，将大功率的制动能量短时间存储其中。只是，在原来的系统中，制动能量回收的重要性并没特别重要，对它的研究并没有特别深入。续航里程始终都是电动汽车众所周知的痛。制动能量回收的地位，在电动汽车上，就显得非常重要。电动汽车回馈制动的原理当驾驶员踩下制动踏板时，制动控制单元根据踏板位移传感器采集的信号，判断驾驶员的制动意图，即所需的总制动力大小。如果整车制动策略是安排驱动电机首先介入制动，提供再生制动力，则出现电机回馈制动触发条件。电机控制器根据整车控制器的指令，调低定子旋转磁场频率。转子由于惯性，依旧用原来的转速旋转。当电机的转子速度超过电机同步磁场的旋转速度时，转子切割磁力线的方向反转，转子绕组所产生的电磁转矩与转子的旋转方向相反，转子受力，减速，电机处于制动状态。同时，转子反向切割磁力线的动作，使得电动机产生了反向电动势，电机端电压高于供电的动力电池组端电压，电机工作状态切换至发电机，具备给电池充电的条件。当电池组的电量、温度等条件都允许充电时，制动产生的能量，就可以存储到电池组中去。复合制动能量回馈系统主要类型制动能量回馈系统，目前主要是复合利用回馈制动和液压制动两种制动形式。按照触发制动程序的部件不同，划分为加速踏板型和制动踏板型；按照液压制动力是否可控划分为串联式和并联式两种型式。制动踏板型以下，根据回馈制动和液压制动的复合形式不同划分为未解耦型和解耦型。按照是否考虑ABS（防抱死系统）划分成复合制动系统与ABS配合使用，和不与ABS配合使用两种情况。这个分法，种类不多，就是有点交错，上一幅不成样子的脑图协助理解。几种制动类型的具体工作方式加速踏板触发型，是以驾驶员完全放开加速踏板作为制动的触发信号。当驾驶员松开油门踏板，驱动电机即进行制动，提供再生制动力；随后若驾驶员又踩下制动踏板，液压制动系统介入，与驱动电机同时进行复合制动。制动踏板触发未解耦型，不考虑来自加速踏板的信息，只有当驾驶员踩下制动踏板，制动过程才会开始。把制动的前半段设定为再生制动工作区，后半段为再生制动与液压制动复合工作区。这种系统保留原有制动踏板与液压制动系统的机械连接，在原来的纯液压制动系统基础上改造而成，在制动踏板或者其他部件上增加一段空行程，留给再生制动。制动踏板的这段空行程结束，再生制动与液压制动同时发挥作用。制动踏板触发解耦型，解耦型复合制动系统即制动踏板与液压制动系统之间完全没有机械连接，再生制动与液压制动之间靠复合制动控制单元BCU协调合作。不同制动类型的特点串联型，即制动踏板解耦型，有BCU发出指令触发相应制动力加入，同时有传感器实时向BCU汇报制动力的施加效果，形成一个闭环控制系统。制动过程中，BCU独立于整车控制器工作，专门用于实现对复合制动踏板意图的识别和制动力分配。并联型的两种形式，加速踏板型和制动踏板未解耦型，都是按照确定的顺序，先施加回馈制动力，待到另一个触发信号出现，确定的加入液压制动力。不同制动类型，其制动和能量回收的效果上存在明显差异，篇幅关系不做过多文字解读，有兴趣的小伙伴请参考下面的表格。制动踏板解耦型复合制动系统，系统最复杂，可以想象的空间也最大。制动能量回馈控制策略并联型，控制策略比较简单，仅是再生制动力与液压制动力的叠加，并根据总的制动力需求对两者进行简单的分配，这种控制策略很难有效保证制动距离和制动效能，且可回收的制动能量也较少。加速踏板型，以加速踏板被完全放开为触发信号，对车辆施加回馈制动；在制动踏板被踩下的一刻，开始加入液压制动力。制动踏板未解耦型，以制动踏板被踩下的一刻为触发信号，对车辆施加回馈制动；在制动踏板空行程结束时，加入液压制动力。串联型，不同厂家根据车辆不同的应用场景，考虑不同的控制策略。有的厂家，主要考虑控制策略的简洁性，如同并联制动一样，在正常减速时先施加回馈制动力，在紧急制动时再复合液压制动力；也有的厂家，出于安全考虑，在紧急制动时，首先全部使用液压制动，待判断车辆已经完全受控后，再逐步加入回馈制动成分。另外一些厂家，考虑到车辆防抱死系统必须在制动过程中发挥作用，会增加一个判断环节，判断是否符合防抱死系统触发条件，不符合，才进行回馈制动条件的判断，以保证车辆和人员的安全为首要指标，能量回馈的效率则要为首要指标让路。目前出现的新技术方案，在基本串联型的基础上，增加液压缸压力传感器，结合考虑车速、下坡等工况因素，考虑车辆前后轴不同制动力的分配优化，增加控制点，对制动系统实施更加精确的控制。（图片来自互联网）举个例子以制动踏板解耦型并且考虑ABS参与刹车的情形，说一个普通乘用车的控制策略案例。与制动相关的组件包括整车控制器VCU，制动控制器BCU，电机控制器MCU，液压制动系统及压力传感器，防抱死制动系统ABS，制动踏板极其位置传感器，车速传感器，信息交互系统CAN。各个系统间的基本关系制动踏板是制动程序的开关信号，判断车辆当前是处于驱动状态还是制动状态。当车辆处于驱动状态时，由VMS发出控制指令，控制车辆运行。一旦制动踏板发生动作，车辆进入制动状态，则管理权限全部交由BCU控制。BCU检测制动压力及车速信号，协调分配电机制动和液压制动，通过CAN将请求的扭矩信号发给VMS，VMS再将其转发给MCU执行。制动模式包括液压制动、ABS制动及回馈制动三种。具体控制策略首先，驾驶员踩制动踏板后，VCU讲控制权交给BCU；然后，BCU控制首先进入纯液压制动模式；随后，根据整车的状态信息及车轮的状态综合判断，进行制动模式的切换。a）液压制动模式与ABS制动模式之间的切换、回馈制动与ABS制动的切换条件：判断车轮的滑移率是否满足要求。b）常规制动与回馈制动之间的切换条件包括：1）车速回馈退出的阈值；2）挡位在D挡；3）VMS允许的回馈制动扭矩限值0；4）主缸压力的增加速率紧急制动的阈值；5）车轮的滑移率车轮抱死的阈值；6）液压系统的状态适合退出制动控制；7）动力电池SOC在适合充电范围内；8）动力电池温度在适合充电范围内。当以上条件都满足时，才允许切换到回馈制动模式，否则BCU一直维持在常规制动模式。就电动汽车而言，制动能量回馈，制动在前，是首要目标，能量回收在后，虽然多多益善，但必须是在不影响制动效果的前提下。不同类型的车辆，重点考虑的因素会有出入。安全性、舒适性、经济性，在不同制动控制策略中，先后顺序会有所不同。但随着传感器技术和核心控制芯片计算能力的提升，控制策略会日趋精细化，复杂化，追求全部重要性能的最优组合是制动能量回馈的不懈追求。参考：1电动汽车复合制动系统研究现状综述2纯电动汽车制动能量回收控制策略研究3电动汽车再生制动系统综述

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